Human RhCG Ammonia Conduction Mechanism

The structural differences between E. coli AmtB and the human RhCG as well as the Rh50 from Nitrosomonas europaea suggest different ammonia conduction mechanisms for the AmtB and the Rh proteins. This study investigates the mechanism differences by using molecular dynamics simulations on RhCG and Rh50NE structures. Unlike AmtB the Rh proteins lack the aromatic cage at the bottom of the periplasmic vestibule. This report establishes the periplasmic Glu residue as the NH+4 binding site for Rh proteins, and the two Phe residues at the entrance of the pore as the NH3 binding site. The NH+4 molecule pushed by another ammonium releases one of its protons on its way to the phenyl gate. This study also discovers that, unlike AmtB, the Rh protein pores allow water molecules, which eventually facilitates the NH3 conduction from periplasm to cytoplasm.

光纤耦合微通道反应系统原位监测海水氨氮和亚硝酸盐的研究

原位监测海水中氨氮(NH_(3)-N)和亚硝酸盐(NO_(2)^(-))对于水体富营养化评价十分重要。针对现有的氨氮、亚硝酸盐原位监测仪器难以在同一检测模块中分别实现荧光和分光光度分析,仪器高效集成及利用受到限制等问题,本文基于光纤耦合微通道反应系统,通过光波长切割、光纤波导和微通道反应Z型检测池等技术集成和条件优化,提出了在同一光纤偶联微反应系统中实现氨氮荧光分析和亚硝酸盐分光光度分析的原位测定技术。结果表明,该技术实现了荧光和可见光光度法的模式切换并可分别测定NH_(3)-N和定;不同的盐度对氨氮和亚硝酸盐测定影响较小;不同浊度下氨氮测定误差为-6.6%~2.5%,浊度补偿校正后NO_(2)^(-)测定误差小于0.1%。将该仪器应用于养殖海水中开展氨氮和亚硝酸盐的原位分析,仪器原位监测值与实验室方法测定值相符合。本文所提出的技术在同一模块中分别实现了氨氮和亚硝酸盐的荧光和分光光度两种模式的原位监测,为海水营养盐原位监测仪器的集成化设计提供了新的思路。

钒掺杂钨青铜内通道氨配位的钌单原子用于高效析氢反应

通过电解水制备氢气是实现“碳中和”目标的理想途径之一.因此,可在全p H条件下使用的氢析出(HER)催化剂的研发是近年来电催化领域的研究热点.原子级分散的催化剂,能够在保留铂族金属(PGM)固有活性的同时,降低催化剂中PGM的用量.虽然可以通过X射线吸收光谱(XAS)来表征原子分散的PGM电催化剂的配位环境,但目前对原子空间分布的控制仍然具有挑战.本文制备了钒掺杂钨青铜内通道氨配位的钌单原子催化剂(Ru/V-NHWO),用于全p H范围内的HER反应.采用X射线衍射(XRD)、高角环形暗场扫描透射电镜(HAADF-STEM)、X射线光电子能谱(XPS)和原位X射线吸收光谱(XAS)等进行表征,研究了钌单原子与V-NHWO载体的结合方式以及构效关系,并采用密度泛函理论(DFT)计算探索了催化剂中诸多位点的活性贡献.在1 mol/LKOH, 0.5 mol/L H_(2)SO_(4)和1 mol/L磷酸盐缓冲溶液中,其在10 m Acm^(-2)下的过电位分别为28.0, 29.6和40.6 m V.同时,在过电位100 m V时,质量活性分别达到3930, 1941和602.8 m Amg^(-1)Ru,数倍于同等条件下的商业铂碳.XRD结果表明,钌的引入可以确保催化剂在氩气条件下热解后仍保持六方钨铵青铜晶相,证明钌与钨铵青铜六方晶体通道内氨物种,即“通道氨”的结合.HAADF-STEM结果表明,钌原子与NHWO间存在强烈相互作用,有助于提升HER性能.XPS和XAS结果表明, W5+信号出现在引入钌后,峰位置的结合能增加且峰面积降低,说明钌与通道氨之间存在相互作用.N的XPS结果表明,钌的引入导致了金属氨键的形成.XAS结果表明, Ru/V-NHWO/CC中钌单原子和钌团簇共存,钌单原子与通道氨配位,并且钒的引入会诱发V-NHWO中金属键长缩短,这表明催化剂的金属性得到了提升,有利于改善其导电性.采用DFT计算进一步研究了HER活性的来源.相比于V-NHWO载体和钌团簇修饰的V-NHWO,以单原子形式结合的钌具有更低的水解离能垒,该能垒在氨桥接的钌双原子垂直插入、钒掺杂和多通道插入等多种因素作用下进一步降低.同时,氢中间体结合能得到了相应的优化而趋近于0 e V.此外,差分电荷密度模拟结果表明,氢中间体结合后, V-NHWO对于钌单原子存在明显的供电子行为,有利于HER动力学过程.综上,本工作报道了金属载体对于高分散金属原子空间分布调控的重要作用,可为设计和构筑可应用于诸多能源转换过程的新型原子级分散催化剂提供参考.

廊道式人工湿地处理污水过程中氨氮的去除效果研究

通过廊道式人工湿地(CCW)的生产性试验工程,研究了该处理系统的性能及系统内部氨氮的变化规律。结果表明,CCW处理系统的去除效率高且稳定,氨氮的去除率平均为88%,质量去除率平均为(6.94±2.07)gN.m-2.d-1,系统内部第三单元的氨氮质量去除率最高;CCW处理系统的氨氮质量负荷率小于10 gN.m-2.d-1时,质量去除率与质量负荷率呈明显的线性相关,质量负荷率大于等于20 gN.m-2.d-1时,进水浓度和出水浓度之间呈明显线性相关;处理系统各处理单元及系统整体的体积去除率常数(Kv值)均大于其他湿地处理系统;CCW处理系统氨氮浓度变化与pH值的变化趋势并不一致。

液氮/液氨速冻鮰鱼片理化性质与组织结构变化

研究分析液氮与液氨速冻对斑点叉尾鮰鱼肉品质的影响。新鲜斑点叉尾鮰分割鱼片后分别进行工业隧道式液氮喷淋速冻(-90℃、35 min)、隧道式液氨速冻(-35℃、90 min),速冻样品置于-18℃下贮藏90 d。分析比较新鲜鱼肉以及速冻鱼肉在不同冻藏时间解冻损失率、蒸煮损失率、加压失水率、剪切力、pH值、K值、挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)含量、三甲胺(trimethylamine,TMA)含量与硫代巴比妥酸反应物(thiobarbituric acid reactive substance,TBARs)值,应用荧光显微镜观察鱼肉组织微观结构变化。结果表明:与新鲜鱼肉相比,速冻鱼肉蒸煮损失率增加,加压失水率、剪切力、pH值降低,K值、TVB-N含量、TMA含量、TBARs值均呈上升趋势;随着冻藏时间延长,速冻鱼肉理化性质发生劣变;鱼肉速冻后肌肉细胞面积减小,细胞间隙增大;相比液氨速冻,液氮速冻更有利于保持鱼肉持水性、新鲜度以及组织结构完整性,可有效抑制鱼肉冻藏期间的品质劣变。综上,液氮速冻可以有效保持冷冻鱼肉品质,冻藏30 d内,液氮速冻鱼肉品质特性更接近于新鲜鱼肉。

细通道内R717沸腾干涸特性及关联式评价

研究了R717(氨)在管内直径3 mm细通道内的沸腾传热及摩擦压降特性。从试验结果来看,干涸前后,传热系数与摩擦压降呈现截然相反的变化趋势,干涸前,随着干度的增加,传热系数与摩擦压降明显会逐渐增加。而在干涸后,随着干度的增加,传热系数与摩擦压降出现了不同程度的衰减。利用实测数据对现存的流动沸腾传热关联式和两相流摩擦压降关联式进行评价,评价关联式捕捉干涸后传热系数与摩擦压降衰减的能力。

城市河道有机物、氮、硫污染物的分布规律研究

为了解城市河道的污染物分布情况,在某城市河道某一河段设置5个采样点,分别在4个季节现场测定河水的溶解氧(DO)质量浓度、pH值、温度等参数,并采集水样和泥样,分别测定上覆水、孔隙水和底泥中有机物、氮污染物、硫酸盐的分布情况.结果表明,河水的DO质量浓度和温度在不同季节波动较大,pH值则始终处于弱碱范围.该城市河道中存在有机物、氨氮、硝氮、硫酸盐等污染物,其中,有机物在底泥中的含量较低,主要存在于上覆水和孔隙水中,且随季节变化较大,有机物质量浓度范围分别为10.0~99.6 mg/L和21.2~85.2 mg/L;氨氮主要存在于孔隙水中,且在春、夏两季含量较高,在夏季氨氮质量浓度最高达173.7 mg/L,但秋、冬两季底泥中的氨氮含量增多,分别为1.34 mg/g和1.43 mg/g;硝氮主要存在于底泥中,在春、秋两季含量较高,分别为2.84 mg/g和2.27 mg/g;硫酸盐的分布与氨氮的分布呈正相关,其主要分布于孔隙水中,随季节变化的趋势与氨氮一致,且在夏季达到最高值600.3 mg/L,同时底泥中含量达到最低值0.57 mg/g.

大型合成氨装置锅炉给水预热器密封型式改进

介绍对引进的大型合成氨装置锅炉给水预热器 (10 0E11)

珠海市凤凰河排洪渠水质现状调查分析

城市排洪渠作为城市河道的重要组成部分,对城市的生态环境建设和优化有着重要的意义。本课题组对珠海市主要的排洪渠--凤凰河排洪渠进行采样监测,分析该渠的水质参数,运用单因子评价分析、主分量分析法和有机污染综合指数评价法对凤凰河排洪渠进行水质评价,并针对其水质问题提出改善意见,以期为今后凤凰河排洪渠改造治理提供参考。

一种水产速冻隧道氟利昂制冷系统的设计

本文就水产速冻隧道提出首段专门除湿的设计,并创新性地提出"多路式蒸发式冷凝器"、"氟利昂供液分油器"及"稳流毛细管并联供液"的慨念。

水平细光管内R717流动沸腾换热及干涸研究

本文探究了内径3 mm水平光管内氨(R717)的沸腾两相流换热特性以及环状流的干涸特性。实验工况:饱和温度−10∼10℃,热流密度10∼30 kW/m^(2),质量流率40∼200 kg/(m^(2)·s),干度0.1∼1。实验结果表明,质量流率、饱和温度及热流密度的增加都会强化沸腾换热。增加质量流率会强化环状流内的对流沸腾;增大饱和温度和热流密度主要会强化间歇流内的核态沸腾。在沸腾两相流中,干涸现象的发生往往伴随着传热系数的恶化。对干涸前、干涸后的传热系数分别进行拟合,并将拟合曲线的交点定义为干涸起始干度。拟合结果表明饱和温度、热流密度、质量流率的增加均会降低干涸的起始干度,加快干涸的进程,且干涸临界干度等于0.9±0.03,与可视化的结果一致。

水平微细管道内R717沸腾换热特性研究

搭建了氨(R717)沸腾换热测试台,对内径3 mm水平光管内R717的沸腾换热特性进行了测试,分析热流密度、干度、饱和温度及质量流率对沸腾换热及换热方式的影响。实验热流密度15~40 kW/m^2,质量流率40~160 kg/(m^2·s),饱和温度-5、0和5℃,干度0.1~0.9。结果表明:在氨制冷剂管内沸腾换热的过程中,质量流率过低和热流密度过高会导致干涸传热恶化,换热形式由核态沸腾换热向气态氨制冷剂强制对流换热转变,同时也影响干涸的起始干度;在干涸发生前,沸腾换热系数随着干度的增加而增大,逐渐达到峰值;在干涸发生后,传热恶化导致换热系数急剧降低;饱和温度升高会加快核态沸腾气泡生成速率,强化沸腾换热,但干涸的起始干度随着饱和温度升高而降低。

机械通风下的养殖舍内多通道氨气采集仪的设计

机械化、集约化、智能化等生产方式越来越多地应用到农业生产中,在带来丰富农产品的同时,农业源气体污染物也在局部的有限空间内大量聚集,不仅影响农村居民的生产生活,而且制约着农业经济的可持续发展。本文提出一种多通道氨气采集仪的设计,可以持续采集6个独立位置的氨气样本。与氨气分析仪组合使用,使氨气分析仪能够监测多个采样点,并延长其监测距离,可实现对机械通风养殖舍内氨气的多点连续监测。本设计可提高监测设备利用率,降低监测成本,对农业源气体污染物的研究有一定促进作用。